西安建筑科技大学 混凝土结构设计原理”课程教学大纲 英文名称: Concrete Structural fundamentals 课程编号: 课程类型:学科基础课 学分:4 适应对象:土木工程专业本科生 先修课程:高等数学、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、结构力学中的静定部分 土木工程材料等。 使用教材及参考书:梁兴文、史庆轩、李晓文、李方圆编著.《混凝土结构设计原理》 中国建筑工业出版社,2007年.(“十一五”国家级规划教材) 、课程性质、目的和任务 课程性质 本课程属土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强,与现行的规范、规程等 有关的专业基础课 2.课程目的和任务 通过本课程的学习,使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识,为在校继续学 习《混凝土结枃设计》专业课以及毕业后在混凝土结枃学科领域继续学习提供坚实的基础 、课程教学内容及要求 第1章概论 内容: 1.混凝土结构的一般概念 (1)分类 (2)配筋的作用与要求 (3)主要优点、缺点 2.混凝土结构的发展与应用概况 (1)发展概况 (2)在土木工程中的应用概况 (3)展望 3.学习本课程时应注意的问题 基本要求 1.掌握混凝土结构的一般概念及特点 2.了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况 3.了解本课程的主要内容、要求和学习方法。 重点 1.配筋的作用与要求
1 西安建筑科技大学 “混凝土结构设计原理”课程教学大纲 英文名称：Concrete Structural Fundamentals 课程编号： 课程类型：学科基础课 学 时：64 学分：4 适应对象：土木工程专业本科生 先修课程：高等数学、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、结构力学中的静定部分、 土木工程材料等。 使用教材及参考书：梁兴文、史庆轩、李晓文、李方圆 编著.《混凝土结构设计原理》. 中国建筑工业出版社，2007 年. （“十一五”国家级规划教材） 一、课程性质、目的和任务 1．课程性质 本课程属土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，与现行的规范、规程等 有关的专业基础课。 2．课程目的和任务 通过本课程的学习，使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识，为在校继续学 习《混凝土结构设计》专业课以及毕业后在混凝土结构学科领域继续学习提供坚实的基础。 二、课程教学内容及要求 第 1 章 概论 内容： 1．混凝土结构的一般概念 （1）分类 （2）配筋的作用与要求 （3）主要优点、缺点 2．混凝土结构的发展与应用概况 （1）发展概况 （2）在土木工程中的应用概况 （3）展望 3．学习本课程时应注意的问题 基本要求： 1．掌握混凝土结构的一般概念及特点。 2．了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况。 3．了解本课程的主要内容、要求和学习方法。 重点： 1．配筋的作用与要求
2.混凝土与钢筋共同工作的条件 第2章钢筋和混凝土的基本性能 内容: 钢筋 (1)钢筋的品种和级别 (2)钢筋的强度与变形 (3)钢筋应力一应变关系的数学模型 (4)冷加工钢筋的性能 (5)钢筋的疲劳性能 (6)混凝土结构对钢筋的要求 2.混凝土 (1)混凝土的基本强度指标(f、f、f)、单轴向受压时的应力一应变关系、轴向受 压时的变形模量、轴向受拉时的应力一应变关系 (2)复合应力状态下混凝土的强度与变形(简述) (3)混凝土的疲劳性能 (4)混凝土的徐变 (5)混凝土的收缩与膨胀 (6)高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介 3.混凝土与钢筋的粘结 (1)粘结的定义与重要性 (2)粘结力的组成 (3)保证可靠粘结的构造措施 基本要求 1.钢筋 1)熟悉钢筋的品种和级别。 (2)掌握钢筋的应力一应变全曲线特性及其数学模型。 (3)了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能以及混凝土结构对钢筋性能的 要求。 2.混凝土 (1)熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系 (2)掌握单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型 (3)熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。 (4)了解重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念。 (5)熟悉混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。 (6)了解高强度、髙性能混凝土的主要物理、力学性能。 3.钢筋与混凝土的粘结性能 (1)掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等 概念 (2)掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。 重点:
2 2．混凝土与钢筋共同工作的条件。 第 2 章 钢筋和混凝土的基本性能 内容： 1．钢筋 （1）钢筋的品种和级别 （2）钢筋的强度与变形 （3）钢筋应力－应变关系的数学模型 （4）冷加工钢筋的性能 （5）钢筋的疲劳性能 （6）混凝土结构对钢筋的要求 2．混凝土 （1）混凝土的基本强度指标（ cu f 、 c f 、 t f ）、单轴向受压时的应力－应变关系、轴向受 压时的变形模量、轴向受拉时的应力－应变关系 （2）复合应力状态下混凝土的强度与变形（简述） （3）混凝土的疲劳性能 （4）混凝土的徐变 （5）混凝土的收缩与膨胀 （6）高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介 3．混凝土与钢筋的粘结 （1）粘结的定义与重要性 （2）粘结力的组成 （3）保证可靠粘结的构造措施 基本要求： 1．钢筋 （1）熟悉钢筋的品种和级别。 （2）掌握钢筋的应力－应变全曲线特性及其数学模型。 （3）了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能以及混凝土结构对钢筋性能的 要求。 2．混凝土 （1）熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。 （2）掌握单轴向受压下混凝土的应力－应变全曲线及其数学模型。 （3）熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。 （4）了解重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念。 （5）熟悉混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。 （6）了解高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能。 3．钢筋与混凝土的粘结性能 （1）掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等 概念。 （2）掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。 重点：
1.钢筋的应力一应变全曲线特性及其数学模型,钢筋的塑性性能。 2.混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。 3.单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型 4.混凝土弹性模量、变形模量的概念 5.混凝土徐变的概念及其对结构的影响 6.粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布等概念 7.基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求 难点: 1.粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布等概念 2.基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求 第3章结构设计原理 内容 极限状态 (1)结构上的作用与荷载效应 (2)结构的抗力 (3)结构的功能要求 (4)设计基准期 (5)极限状态的概念与分类 (6)极限状态方程 2.按近似概率的极限状态设计法 (1)结构的可靠度 (2)可靠指标与失效概率 (3)目标可靠指标 3.实用设计表达式 (1)承载能力极限状态设计表达式 (2)正常使用极限状态设计表达式 基本要求 1.掌握工程结构极限状态的基本概念,包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基 准期、两类极限状态等。 2.了解结构可靠度的基本原理。 3.熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用 重点 1.工程结构极限状态的基本概念,包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期 两类极限状态等。 2.近似概率极限状态设计法实用设计表达式 难点: 结构可靠度的基本原理
3 1．钢筋的应力－应变全曲线特性及其数学模型，钢筋的塑性性能。 2．混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。 3．单轴向受压下混凝土的应力－应变全曲线及其数学模型。 4．混凝土弹性模量、变形模量的概念。 5．混凝土徐变的概念及其对结构的影响。 6．粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布等概念。 7．基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。 难点： 1．粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布等概念。 2．基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。 第 3 章 结构设计原理 内容： 1．极限状态 （1）结构上的作用与荷载效应 （2）结构的抗力 （3）结构的功能要求 （4）设计基准期 （5）极限状态的概念与分类 （6）极限状态方程 2．按近似概率的极限状态设计法 （1）结构的可靠度 （2）可靠指标与失效概率 （3）目标可靠指标 3．实用设计表达式 （1）承载能力极限状态设计表达式 （2）正常使用极限状态设计表达式 基本要求： 1．掌握工程结构极限状态的基本概念，包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基 准期、两类极限状态等。 2．了解结构可靠度的基本原理。 3．熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用。 重点： 1．工程结构极限状态的基本概念，包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、 两类极限状态等。 2．近似概率极限状态设计法实用设计表达式。 难点： 结构可靠度的基本原理
第4章受弯构件正截面的性能与设计 内容 梁、板的一般构造 (1)梁、板的截面型式与尺寸 (2)混凝土强度等级的选择 (3)钢筋强度等级及常用直径 (4)混凝土最小保护层厚度 (5)纵向钢筋在梁截面内的布置 (6)纵向受拉钢筋的配筋百分率 2.梁的正截面受弯承载力试验结果 (1)适筋梁正截面受弯的三个受力阶段 (2)纵向受拉钢筋配筋百分率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响 3.正截面承载力计算的基本假定及其应用 (1)正截面承载力计算的基本假定 (2)受压区混凝土应力的计算图形 (3)界限相对受压区高度 4.单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算 (1)基本计算公式 (2)基本计算公式的两个适用条件及其意义 (3)计算系数及其应用 (4)正截面受弯承载力计算的两类问题 5.双筋矩形截面梁的正截面受弯承载力计算 (1)双筋矩形截面的形成及纵向受压钢筋的强度设计值 (2)双筋矩形截面受弯承载力的基本计算公式 (3)双筋矩形截面梁正截面受弯承载力的截面设计方法 6.T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算 (1)T形截面的定义及翼缘计算宽度的取值 (2)T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算 基本要求: 1.熟练掌握适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念,包括截面上应力与应变的分布、破 坏形态、纵向受拉钢筋配筋百分率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的 应用等 2.掌握混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算 中的应用。 3.熟练掌握单筋、双筋矩形与T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法,配置纵 向受拉钢筋的主要构造要求。 重点: 1.适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念,包括截面上应力与应变的分布、破坏形态 纵向受拉钢筋配筋百分率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的应用等 2.混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算中的
4 第 4 章 受弯构件正截面的性能与设计 内容： 1．梁、板的一般构造 （1）梁、板的截面型式与尺寸 （2）混凝土强度等级的选择 （3）钢筋强度等级及常用直径 （4）混凝土最小保护层厚度 （5）纵向钢筋在梁截面内的布置 （6）纵向受拉钢筋的配筋百分率 2．梁的正截面受弯承载力试验结果 （1）适筋梁正截面受弯的三个受力阶段 （2）纵向受拉钢筋配筋百分率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响 3．正截面承载力计算的基本假定及其应用 （1）正截面承载力计算的基本假定 （2）受压区混凝土应力的计算图形 （3）界限相对受压区高度 4．单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算 （1）基本计算公式 （2）基本计算公式的两个适用条件及其意义 （3）计算系数及其应用 （4）正截面受弯承载力计算的两类问题 5．双筋矩形截面梁的正截面受弯承载力计算 （1）双筋矩形截面的形成及纵向受压钢筋的强度设计值 （2）双筋矩形截面受弯承载力的基本计算公式 （3）双筋矩形截面梁正截面受弯承载力的截面设计方法 6．T 形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算 （1）T 形截面的定义及翼缘计算宽度的取值 （2）T 形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算 基本要求： 1．熟练掌握适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念，包括截面上应力与应变的分布、破 坏形态、纵向受拉钢筋配筋百分率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的 应用等。 2．掌握混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算 中的应用。 3．熟练掌握单筋、双筋矩形与 T 形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法，配置纵 向受拉钢筋的主要构造要求。 重点： 1．适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念，包括截面上应力与应变的分布、破坏形态、 纵向受拉钢筋配筋百分率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的应用等。 2．混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算中的
应用。 3.单筋、双筋矩形与T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法,配置纵向受拉钢 筋的主要构造要求。 难点 适筋梁正截面受弯三个受力阶段截面上应力与应变的分布。 第5章受压构件正截面的性能与设计 内容 1.轴心受压构件正截面受压承载力计算 (1)轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 (2)轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算 2.偏心受压构件正截面受力过程与破坏形态 (1)偏心受压构件正截面受力过程 (2)偏心受压构件正截面两种破坏形态 3.偏心受压构件的纵向弯曲影响 4.偏心受压构件正截面承载力的一般计算公式 (1)大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图 (2)附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数 (3)偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件 5.不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 6.对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 对称配筋I形截面偏心受压构件正截面承载力计算 8.正截面承载力N,-M相关曲线及其应用 9.偏心受拉构件正截面承载力计算 (1)大偏心受拉构件正截面承载力计算 (2)小偏心受拉构件正截面承载力计算 基本要求 1.掌握轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构 造要求:了解螺旋箍筋柱的原理与应用。 2.熟练掌握偏心受压构件正截面两种破坏形态的特征及其正截面上应力的计算简图。 3.掌握偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式的原理 4.熟练掌握对称配筋矩形与Ⅰ字形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及纵 向钢筋与箍筋的主要构造要求。 5.掌握Nu-M相关曲线的概念及其应用。 6.掌握偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受 拉构件正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求。 重点 1.轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构造要
5 应用。 3．单筋、双筋矩形与 T 形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法，配置纵向受拉钢 筋的主要构造要求。 难点： 适筋梁正截面受弯三个受力阶段截面上应力与应变的分布。 第 5 章 受压构件正截面的性能与设计 内容： 1．轴心受压构件正截面受压承载力计算 （1）轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 （2）轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算 2．偏心受压构件正截面受力过程与破坏形态 （1）偏心受压构件正截面受力过程 （2）偏心受压构件正截面两种破坏形态 3．偏心受压构件的纵向弯曲影响 4．偏心受压构件正截面承载力的一般计算公式 （1）大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图 （2）附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数 （3）偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件 5．不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 6．对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 7．对称配筋 I 形截面偏心受压构件正截面承载力计算 8．正截面承载力 Nu − Mu 相关曲线及其应用 9．偏心受拉构件正截面承载力计算 （1）大偏心受拉构件正截面承载力计算 （2）小偏心受拉构件正截面承载力计算 基本要求： 1．掌握轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构 造要求；了解螺旋箍筋柱的原理与应用。 2．熟练掌握偏心受压构件正截面两种破坏形态的特征及其正截面上应力的计算简图。 3．掌握偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式的原理。 4．熟练掌握对称配筋矩形与 I 字形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及纵 向钢筋与箍筋的主要构造要求。 5．掌握 Nu − Mu 相关曲线的概念及其应用。 6．掌握偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受 拉构件正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求。 重点： 1．轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构造要